Data spatial yang dibutuhkan pada SIG dapat diperoleh dengan berbagai cara, salah satunya melalui survei dan pemetaan yaitu penentuan posisi/koordinat di lapangan. Berikut ini akan dijelaskan secara ringkas beberapa hal yang berkaitan dengan posisi/koordinat serta metoda-metoda untuk mendapatkan informasi posisi tersebut di lapangan.
1.1. Peta
Peta adalah gambaran sebagian atau seluruh muka bumi baik yang terletak di atas maupun di bawah permukaan dan disajikan pada bidang datar pada skala dan proyeksi tertentu (secara matematis). Karena dibatasi oleh skala dan proyeksi maka peta tidak akan pernah selengkap dan sedetail aslinya (bumi), karena itu diperlukan penyederhanaan dan pemilihan unsur yang akan ditampilkan pada peta.
1.2. Proyeksi Peta
Pada dasarnya bentuk bumi tidak datar tapi mendekati bulat maka untuk menggambarkan sebagian muka bumi untuk kepentingan pembuatan peta, perlu dilakukan langkah-langkah agar bentuk yang mendekati bulat tersebut dapat didatarkan dan distorsinya dapat terkontrol, untuk itu dilakukan proyeksi ke bidang datar.
1.2.1. Pengelompokan Proyeksi Peta
1.2.1.1. Berdasar Mempertahankan Sifat Aslinya
1. Luas permukaan yang tetap (ekuivalen)
2. Bentuk yang tetap (konform)
3. Jarak yang tetap (ekuidistan)
Perbandingan dari daerah yang sama untuk proyeksi yang berbeda :
1.2.1.2. Berdasar Bidang Proyeksi yang Digunakan
1. Bidang datar
2. Bidang kerucut
3. Bidang silinder
Proyeksi UTM dibuat oleh US Army sekitar tahun 1940-an. Sejak saat itu proyeksi ini menjadi standar untuk pemetaan topografi.
1.2.2.1. Sifat-sifat Proyeksi UTM
1. Proyeksi ini adalah proyeksi Transverse Mercator yang memotong bola bumi pada dua buah meridian, yang disebut dengan meridian standar. Meridian pada pusat zone disebut sebagai meridian tengah.
2. Daerah diantara dua meridian ini disebut zone. Lebar zone adalah 6 sehingga bola bumi dibagi menjadi 60 zone.
3. Perbesaran pada meridian tengah adalah 0,9996.
4. Perbesaran pada meridian standar adalah 1.
5. Perbesaran pada meridian tepi adalah 1,001.
6. Satuan ukuran yang digunakan adalah meter.
1.2.2.2. Sistem Koordinat UTM
Untuk menghindari koordinat negatif dalam proyeksi UTM setiap meridian tengah dalam tiap zone diberi harga 500.000 mT (meter timur). Untuk harga-harga ke arah utara, ekuator dipakai sebagai garis datum dan diberi harga 0 mU (meter utara). Untuk perhitungan ke arah selatan ekuator diberi harga 10.000.000 mU.
Wilayah Indonesia (90° – 144° BT dan 11° LS – 6° LU) terbagi dalam 9 zone UTM, dengan demikian wilayah Indonesia dimulai dari zona 46 sampai zona 54 (meridian sentral 93° - 141° BT).
1.2.3. Metode Penentuan Posisi
Metoda penentuan posisi adalah cara untuk mendapatkan informasi koordinat suatu objek (contoh koordinat titik batas, koordinat batas persil tanah dan lain-lain) di lapangan. Metoda penentuan posisi dapat dibedakan dalam dua bagian, yaitu metoda penentuan posisi terestris dan metoda penentuan posisi extra-terestris (satelit).
Pada metoda terestris penentuan posisi titik dilakukan dengan melakukan pengamatan terhadap target atau objek yang terletak di permukaan bumi. Beberapa contoh metoda yang umum digunakan adalah :
1. Metode poligon.
2. Metode pengikatan ke muka.
3. Metode pengikatan ke belakang.
4. Dan lain-lain.
Pada metode ekstra terestris penentuan posisi dilakukan berdasarkan pengamatan terhadap benda atau objek di angkasa seperti bintang, bulan, quasar dan satelit buatan manusia, beberapa contoh penentuan posisi extra terestris adalah sebagai berikut :
1. Astronomi geodesi.
2. Transit Dopler.
3. Global Positioning System (GPS).
4. Dan lain-lain.
1.3. Sistem Koordinat
Posisi suatu titik biasanya dinyatakan dengan koordinat (dua-dimensi atau tiga-dimensi) yang mengacu pada suatu sistem koordinat tertentu. Sistem koordinat itu sendiri dapat didefinisikan dengan menspesfikasi tiga parameter berikut, yaitu :
1.3.1. Lokasi Titik Nol dari Sistem Koordinat
Posisi suatu titik di permukaan bumi umumnya ditetapkan dalam/terhadap suatu sistem koordinat terestris. Titik nol dari sistem koordinat terestris ini dapat berlokasi di titik pusat massa bumi (sistem koordinat geosentrik), maupun di salah satu titik di permukaan bumi (sistem koordinat toposentrik).
1.3.2. Orientasi dari Sumbu-Sumbu Koordinat
Posisi tiga-dimensi (3D) suatu titik di permukaan bumi umumnya dinyatakan dalam suatu sistem koordinat geosentrik. Tergantung dari parameter-parameter pendefinisi koordinat yang digunakan, dikenal dua sistem koordinat yang umum digunakan, yaitu sistem koordinat Kartesian (X,Y,Z) dan sistem koordinat Geodetik (L,B,h), yang keduanya diilustrasikan pada gambar berikut :
Koordinat 3D suatu titik juga bisa dinyatakan dalam suatu sistem koordinat toposentrik, yaitu umumnya dalam bentuk sistem koordinat Kartesian (N,E,U) yang diilustrasikan pada gambar berikut.
Parameter - parameter (kartesian, curvilinear) yang digunakan untuk mendefiniskan posisi suatu titik dalam sistem koordinat tersebut. Posisi titik juga dapat dinyatakan dalam 2D, baik dalam (L,B), ataupun dalam suatu sistem proyeksi tertentu (x,y) seperti Polyeder, Traverse Mercator (TM) dan Universal Traverse Mercator (UTM).
1.4. Metode Penentuan Posisi Global (GPS)
GPS adalah sistem navigasi dan penentuan posisi menggunakan satelit yang dikembangkan dan dikelola oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat. GPS dapat memberikan informasi tentang posisi, kecepatan dan waktu di mana saja di muka bumi setiap saat, dengan ketelitian penentuan posisi dalam fraksi milimeter sampai dengan meter. Kemampuan jangkauannya mencakup seluruh dunia dan dapat digunakan banyak orang setiap saat pada waktu yang sama (Abidin,H.Z, 1995). Prinsip dasar penentuan posisi dengan GPS adalah perpotongan ke belakang dengan pengukuran jarak secara simultan ke beberapa satelit GPS seperti gambar berikut :
1.4.1. Sistem GPS
Untuk dapat melaksanakan prinsip penentuan posisi di atas, GPS dikelola dalam suatu sistem GPS yang terdiri dari dari 3 bagian utama yaitu bagian angkasa, bagian pengontrol dan bagian pemakai, seperti gambar berikut :
1.4.1.1. Bagian Angkasa
Terdiri dari satelit-satelit GPS yang mengorbit mengelilingi bumi, jumlah satelit GPS adalah 24 buah. Satelit GPS mengorbit mengelilingi bumi dalam 6 bidang orbit dengan tinggi rata-rata setiap satelit ± 20.200 Km dari permukaan bumi.
Setiap satelit GPS secara kontinyu memancarkan sinyal-sinyal gelombang pada 2 frekuensi L-band (dinamakan L1 dan L2). Dengan mengamati sinyal-sinyal dari satelit dalam jumlah dan waktu yang cukup, kemudian data yang diterima tersebut dapat dihitung untuk mendapatkan informasi posisi, kecepatan maupun waktu.
1.4.1.2. Bagian Pengontrol
Adalah stasiun-stasiun pemonitor dan pengontrol satelit yang berfungsi untuk memonitor dan mengontrol kelaikgunaan satelit-satelit GPS. Stasiun kontrol ini tersebar di seluruh dunia, yaitu di pulau Ascension, Diego Garcia, Kwajalein, Hawai dan Colorado Springs. Di samping memonitor dan mengontrol fungsi seluruh satelit, juga berfungsi menentukan orbit dari seluruh satelit GPS.
1.4.1.3. Bagian Pengguna
Adalah peralatan (Receiver GPS) yang dipakai pengguna satelit GPS, baik di darat, laut, udara maupun di angkasa. Alat penerima sinyal GPS (Receiver GPS) diperlukan untuk menerima dan memproses sinyal-sinyal dari satelit GPS untuk digunakan dalam penentuan posisi, kecepatan, maupun waktu. Secara umum Receiver GPS dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Receiver militer
2. Receiver tipe navigasi
3. Receiver tipe geodetik
1.4.2. Metode-Metode Penentuan Posisi dengan GPS
Pada dasarnya konsep dasar penentuan posisi dengan satelit GPS adalah pengikatan ke belakang dengan jarak, yaitu mengukur jarak ke beberapa satelit GPS yang koordinatnya telah diketahui. Perhatikan gambar berikut :
Penentuan posisi dengan GPS dapat dikelompokkan atas beberapa metoda diantaranya :
1. Metoda absolut,
2. Metoda relatif (differensial).
1.4.2.1. Metode Absolut
Penentuan posisi dengan GPS metode absolut adalah penentuan posisi yang hanya menggunakan 1 alat receiver GPS. Karakteristik penentuan posisi dengan cara absolut ini adalah sebagai berikut :
1. Posisi ditentukan dalam sistem WGS 84 (terhadap pusat bumi).
2. Prinsip penentuan posisi adalah perpotongan ke belakang dengan jarak ke beberapa satelit sekaligus.
3. Hanya memerlukan satu receiver GPS.
4. Titik yang ditentukan posisinya bisa diam (statik) atau bergerak (kinematik).
5. Ketelitian posisi berkisar antara 5 sampai dengan 10 meter.
Aplikasi utama untuk keperluan navigasi, metoda penentuan posisi absolut ini umumnya menggunakan data pseudorange dan metoda ini tidak dimaksudkan untuk aplikasi-aplikasi yang menuntut ketelitian posisi yang tinggi.
1.4.2.2. Metode Relatif (Differensial)
Yang dimaksud dengan penentuan posisi relatif atau metoda differensial adalah menentukan posisi suatu titik relatif terhadap titik lain yang telah diketahui koordinatnya, pengukuran dilakukan secara bersamaan pada dua titik dalam selang waktu tertentu. Selanjutnya dari data hasil pengamatan diproses/dihitung akan didapat perbedaan koordinat kartesian 3 dimensi (dx, dy, dz) atau disebut juga dengan baseline antar titik yang diukur.
Karakteristik umum dari metoda penentuan posisi ini adalah sebagai berikut :
1. Memerlukan minimal 2 receiver, satu ditempatkan pada titik yang telah diketahui koordinatnya.
2. Posisi titik ditentukan relatif terhadap titik yang diketahui.
3. Konsep dasar adalah differencing process dapat mengeliminir atau mereduksi pengaruh dari beberapa kesalahan dan bias.
4. Bisa menggunakan data pseudorange atau fase.
5. Ketelitian posisi yang diperoleh bervariasi dari tingkat mm sampai dengan dm.
6. Aplikasi utama : survei pemetaan, survei penegasan batas, survei geodesi dan navigasi dengan ketelitian tinggi.
1.4.3. Ketelitian Penentuan Posisi dengan GPS
Penentuan posisi dengan GPS dipengaruhi oleh faktor-faktor sebagai berikut :
1. Ketelitian data terkait dengan tipe data yang digunakan, kualitas receiver GPS, level dari kesalahan dan bias.
2. Geometri satelit, terkait dengan jumlah satelit yang diamati, lokasi dan distribusi satelit dan lama pengamatan.
3. Metoda penentuan posisi, terkait dengan metoda penentuan posisi GPS yang digunakan, apakah absolut, relatif, DGPS, RTK dan lain-lain.
4. Strategi pemrosesan data, terkait dengan real-time atau post processing, strategi eliminasi dan pengkoreksian kesalahan dan bias, pemrosesan baseline dan perataan jaringan serta kontrol kualitas.
1.4.4. Aplikasi-Aplikasi GPS
Beberapa aplikasi dari GPS diantaranya adalah sebagai berikut :
1. Survei dan pemetaan.
2. Survei penegasan batas wilayah administrasi, pertambangan dan lain-lain.
3. Geodesi, Geodinamika dan Deformasi.
4. Navigasi dan transportasi.
5. Telekomunikasi.
6. Studi troposfir dan ionosfir.
7. Pendaftaran tanah, Pertanian.
8. Photogrametri & Remote Sensing.
9. GIS (Geographic Information System).
10. Studi kelautan (arus, gelombang, pasang surut).
11. Aplikasi olahraga dan rekreasi.
0 comments: